Stężenie (chemia)

Z Wikipedii

Stężene - miara ilości jednego pierwiastka, związku chemicznego lub jonu w:

jednostce objętości układu,
jednostce masy roztworu lub jednostce masy rozpuszczalnika
w jednym molu mieszaniny lub w przeliczeniu na 1 mol rozpuszczalnika.

Stężenie może odnosić się do:

fazy stałej (roztwory stałe, związki chemiczne, mieszaniny, żele)
fazy ciekłej - w przypadku roztworów zawierających jeden ze składników dużym nadmiarze
fazy gazowej (mieszaniny gazowe, aerozole itp.).

Stężenie bywają podawane w różnych jednostkach. Do najbardziej znanych należą:

Stężenie molowe - liczba moli substancji "s" w jednostce objętości roztworu "V"

$C_{m} = \frac{n_{s}}{V}$ (jednostka [mol/dm³])

Aby przeliczyć stężenie molowe na dowolne inne jednostki konieczna jest znajomość gęstości roztworu, gdyż stężenie molowe nie zależy od tego czy i jaka substancja znajduje się w tej samej objętości co substancja rozpuszczona; 1 mol CO₂ rozpuszczony w 1 dm³ wody lub zajmujący taką samą objętość w fazie gazowej ma to samo stężenie, 1 mol/dm³).

Stężenie molarne (molalne) - liczba moli substancji rozpuszczonej "s" w 1 kg rozpuszczalnika "r"

$\mathbf{m} = \frac{n_{s}}{m_{r}}$ (jednostka [mol/kg])

Rozpuszczalności związków chemicznych w wodzie są często podawane w podobny sposób, t.j. [g/100g wody] lub [g/100 cm³ wody]; dla rozcieńczonych roztworów wodnych liczbowo prawie równe stężeniu molowemu).

Stężenia określone poprzez ułamek ilości substancji obecnych w układzie, gdzie suma ułamków jest równa jedności, dzięki czemu wystarczy znać stężenia (k-1) składników dla k-składnikowej mieszaniny:

$\sum_{i=1}^{k}{x_{i}} = 1$ oraz $x_{k} = 1 - \sum_{i=1}^{k-1}{x_{i}}$

- ułamek molowy podaje jaką część liczby cząsteczek danego układu k-składnikowego stanowią cząsteczki danej substancji "s" (n - liczby moli składników):

$x_{m,s} = \frac{n_{s}}{\sum_{i=1}^{k}{n_{i}}}$

- ułamek wagowy - stosunek masy rozpuszczonej substancji "s" do masy całego roztworu (m - masy składników),

$x_{w,s} = \frac{m_{s}}{\sum_{i=1}^{k}{m_{i}}}$

- ułamek objętościowy, (x_v) - stosunek objętości rozpuszczonej substancji do objętości całego roztworu

$x_{v,s} = \frac{v_{s}}{V_{roztw}}$ gdzie $V_{roztw} \approx \sum_{i=1}^{k}{v_{i}}$

Stężenie procentowe C_p jest to właściwie ułamek (najczęściej wagowy) wyrażony w %, C_p[%] = x·100. Stężenie procentowe wagowe często oznacza się symbolem %w/w a stężenie procentowe objętościowe %v/v (np. alkohole). W praktyce wykorzystuje się również promile.

Szczególnie niskie stężenia podaje w jednostkach zwanych ppb, ppm i ppt, które również z formalnego punktu widzenia są rodzajem ułamków (molowych, wagowych lub objętościowych).

Objętość nie jest wielkością addytywną przy mieszaniu substancji. Z reguły objętość roztworu jest mniejsza niż suma objętości składników. Z tego powodu dla wielu mieszanin objętość roztworu jest jedynie w przybliżeniu równa sumie objętości składników. Np. dla mieszaniny alkohol etylowy/woda na skutek tzw. kontrakcji ta różnica sięga 2% objętości. Zjawisko kontrakcji powoduje, że nie można prosto przeliczać stężeń masowych na molowe.

Kategoria: Stechiometria

We provide Linux to the World

Stężenie (chemia)

Z Wikipedii

Views

nawigacja

zmiany

dla edytorów

Szukaj

W innych językach